6 Mock Mars Explorers entstehen aus der 520-Tage virtuellen Mission

Wenn die europäische ExoMars-Mission morgen (14. März) wie geplant erfolgreich in den Weltraum startet, werden die Wissenschaftler zwei unerschrockene neue Scouts auf der Suche nach Leben auf dem Roten Planeten haben.

Der Trace Gas Orbiter (TGO) wird nach Schlüsselelementen in der dünnen, staubigen Atmosphäre des Mars suchen, während der Schiaparelli-Lander als kurzlebige Wetterstation des Roten Planeten dienen wird.

Sowohl der Orbiter als auch der Lander werden morgen an Bord einer russischen Proton-M-Rakete absprengen und eine siebenmonatige Reise zum Mars antreten. Der Start vom Kosmodrom Baikonur in Kasachstan ist für 5:31 Uhr EDT (0931 GMT; 15:31 lokale kasachische Zeit) geplant, und Sie können es live hier auf ProfoundSpace.org mit freundlicher Genehmigung der ESA sehen. [Galerie: Europas ExoMars Missionen]

Ein Ziel der Mission ist es, die Technologie für einen ehrgeizigeren Rettungsjäger zu testen, der 2018 in der zweiten Phase des ExoMars-Programms starten soll. Aber auch TGO und Schiaparelli suchen nach Zeichen des Lebens und lernen über die Umwelt des Mars Bedingungen unter Verwendung ihrer eigenen hochentwickelten wissenschaftlichen Nutzlasten.

Lebenszeichen aufspüren

"TGO wird wie eine große Nase im Weltraum sein", sagte Jorge Vago, ExoMars-Projektwissenschaftler, kürzlich gegenüber AFP, und tatsächlich wird erwartet, dass der Orbiter die Atmosphäre des Roten Planeten für seine fünfjährige Operation riechen wird. Wissenschaftler werden mit TGO Gase wie Methan messen, die Hinweise darauf enthalten könnten, ob auf dem Mars jemals Leben existiert oder noch existiert.

Das meiste Methan in der Erdatmosphäre stammt aus biologischen Quellen - Pflanzen, die zum Beispiel verrotten und verdauende Tiere. Methan wurde bereits auf dem Mars gemessen, aber das Gas ist kein sicherer Indikator für außerirdisches Leben; es ist möglich, dass es durch einfache Lebensformen wie Mikroben produziert wird, aber geologische Reaktionen und vulkanische Aktivität könnten auch die Präsenz von Methan auf dem Roten Planeten erklären.

Eine Möglichkeit, Methan in der Marsatmosphäre zu messen, ist ein Spektrometer. Verschiedene chemische Elemente absorbieren und emittieren Strahlung in unterschiedlichen Mustern, und Spektrometer sind entworfen, um diese Signaturen zu lesen. [Neugier Rover erkennt Methan auf dem Mars (Infografik)]

Zwei der vier Instrumente an Bord von TGO haben drei Spektrometer, um Spurengase in der Marsatmosphäre zu messen: die in Belgien gebaute NOMAD (Nadir und Okkultation für MAs Discovery) und die in Moskau hergestellte Atmospheric Chemistry Suite (ACS). (Nachdem sich die NASA aufgrund von Budgetkürzungen 2012 aus dem ESA-Programm ExoMars der Europäischen Weltraumorganisation ESA zurückgezogen hatte, schloss sich die russische Weltraumagentur Roskosmos dem Projekt an und steuerte auch einige der Instrumente auf dem Raumschiff bei.)

Ein tiefer Blick auf die Marsoberfläche

Wasser ist eine weitere Zutat für das Leben, die Wissenschaftler auf dem Mars messen wollen, und ein weiteres Instrument in der wissenschaftlichen Nutzlast von TGO wird zu dieser Suche beitragen. Der in Russland gebaute FREND (Epithermischer Neutronendetektor mit feiner Auflösung) wird indirekt nach Wassereis-Ablagerungen suchen, die bis zu 1 Meter unter der Marsoberfläche liegen.

Da der Mars eine so dünne Atmosphäre hat, wird die Oberfläche des Planeten ständig mit kosmischer Strahlung beschossen, die Atome zerlegt. Diese Reaktion setzt hochenergetische Neutronen frei, die dann von den Elementen im umgebenden Marsboden aufgenommen oder wieder in die Atmosphäre freigesetzt werden. Verschiedene Elemente - wie Wasserstoff, ein wichtiger Bestandteil von Wasser - interagieren auf charakteristische Weise mit Neutronen. FRENDs Messungen der Neutronen, die von der Oberfläche des Mars freigesetzt werden, erlauben es Wissenschaftlern, Karten der Wasserstoffkonzentration im Boden des Mars zu erstellen, wie ESA-Beamte berichten.

Sobald TGO im Oktober in den Orbit um den Mars gelangt, erwarten Sie schöne Bilder; Der Satellit wird hochauflösende Bilder der Marsoberfläche mit dem Farb- und Stereo-Oberflächen-Bildgebungssystem oder CaSSIS erhalten.

Das in der Schweiz gebaute CaSSIS verspricht, detaillierte Bilder der Marsoberfläche zu erzeugen, die 15 Fuß (4,6 m) pro Pixel aus der TBO-Umlaufbahn von 250 Meilen (400 Kilometer) erfassen. Frühere Mars-Kameras haben jedoch schärfere Bilder erzeugt. Die HiRISE-Kamera an Bord des Mars Reconnaissance Orbiter der NASA zum Beispiel fotografiert mit einer Geschwindigkeit von 1 Fuß pro Pixel (30 cm pro Pixel) aus einer Höhe von 300 km, und die Mars Orbiter Kamera an Bord des Mars Global Surveyor hat Bilder aufgenommen etwa 4,9 Fuß (1,5 Meter) pro Pixel.

CaSSIS wird Bilder von wissenschaftlichen Zielen wie den saisonal erscheinenden dunklen Streifen auf den Hängen des Mars aufnehmen, von denen Wissenschaftler glauben, dass sie Salzwasser-Strömungen sind. Die Kamera wird auch potenzielle Landeplätze für zukünftige Missionen fotografieren und nach Hangs, Felsbrocken und anderen Gefahren Ausschau halten, so die ESA-Beamten.

Marsmeteorologie

Schiaparelli und TGO trennen sich nur wenige Tage bevor sie den Mars erreichen. Es wird erwartet, dass die Landekapsel am 19. Oktober mit Hilfe eines Fallschirms und eines Triebwerks auf den Roten Planeten aufsetzt.

Obwohl Schiaparelli eine kurze erwartete Lebensdauer hat, trägt es wissenschaftliche Instrumente, die seinen Sprung durch die Marsatmosphäre und den Besuch an der Oberfläche nutzen werden.

Die Kapsel verpackt zum Beispiel ein Experiment namens AMELIA, das für Atmosphärische Mars-Einflug- und Landungsuntersuchungen und -analysen steht. AMELIA wird Daten über das Temperaturprofil und die Windeigenschaften in verschiedenen Schichten der Atmosphäre sammeln; es wird auch Änderungen in der Häufigkeit von Aerosolen, wie Feinstaub und Eispartikel, feststellen.

Sobald Schiaparelli landet, wird ein Weckruf an das wissenschaftliche Paket DREAMS (Dust Characterization, Risk Assessment und Environment Analyzer auf der Marsoberfläche) gesendet. TRÄUME werden im Wesentlichen wie eine meteorologische Station auf dem Mars funktionieren.Es hat eine Reihe von Sensoren, um den Wind, die Feuchtigkeit, den Druck und die Temperatur auf dem Roten Planeten für zwei bis acht Marstages oder Sols zu messen, bis die Batterie leer ist.

DREAMS wird auch Daten über Marsstaub sammeln und die ersten Messungen von elektrischen Feldern auf der Marsoberfläche durchführen. Zusammen könnten diese beiden Arten von Messungen Aufschluss darüber geben, wie die Wechselwirkung von elektrischen Feldern und Staub intensive Staubstürme auf dem Mars erzeugt. Die Landung wurde absichtlich auch während der Mars-Staubsturm-Saison geplant, und Projektwissenschaftler haben gesagt, dass sie hoffen, dass DREAMS Daten über die Risiken liefern wird, die Staub zukünftigen Raumfahrzeugen und menschlichen Entdeckern bereiten könnte.